The Cuitzeo Lake Basin is covered with forests and scrublands with high ecological importance, which have experienced fragmentation resulting from human activities. In this study we analyzed changes in the structural connectivity of the Cuitzeo Lake basin, Michoacan, between 1975 and 2008. We used land cover databases for the years 1975, 1996, 2000, 2003 and 2008. For each year, landscape composition metrics were applied, such as isolation and structural connectivity metrics at the landscape and class levels. Finally we performed a comparative analysis. The forest cover presented low structural connectivity values in contrast to the human activity related land covers, which dominated the landscape over time. The information on changes in landscape structural connectivity and fragmentation from this study provide a useful tool for landscape management and biodiversity conservation.

La cuenca del lago Cuitzeo presenta tipos de cobertura arbórea y arbustiva de alta importancia ecológica que a través del tiempo han sido fragmentadas a causa de la presión antrópica. Este estudio provee un análisis del cambio en la conectividad estructural de la cuenca del lago Cuitzeo, Michoacán entre 1975 y 2008. Se utilizaron mapas de cobertura de los años 1975, 1996, 2000, 2003 y 2008. En cada año de estudio se aplicaron métricas de composición, configuración, aislamiento y conectividad en el nivel de clase y se llevó a cabo el análisis comparativo. Las coberturas de tipo arbóreo y arbustivo presentaron una conectividad estructural baja en contraste con las coberturas de origen antrópico las cuales dominaron el paisaje a través del tiempo. Se discuten los cambios en la conectividad estructural y la fragmentación y sus implicaciones para el manejo del paisaje y la conservación de la biodiversidad en esta región.

Está bem estabelecido que alterações na cobertura vegetal e o uso da terra (LCLU) têm um papel relevante nos atuais processos de mudanças locais e globais, dos quais estão diretamente vinculados com a segurança alimentar, a saúde humana, a urbanização, a biodiversidade, a migração transfronteiriça, os refúgios ambientais, a qualidade da água e do solo, o escoamento e taxas de sedimentação, entre outros processos. Este trabalho objetivou analisar os processos de mudança de LCLU dentro da bacia hidrográfica Cointzio (México Central). A análise abrangeu o período de 28 anos entre 1975 e 2003. As mudanças de LCLU foram detectadas por análise multitemporal baseada em técnicas de sensoriamento remoto (1975, 1986, 1996, 2000 e 2003). 46% das mudanças da LCLU ocorreram na bacia hidrográfica Cointzio no período de 1986 a 1996, o que corresponde a um incremento de dez vezes na taxa de mudança em comparação com os períodos 1975-1986 e 1996-2003. Essas modificações massivas estão provavelmente relacionadas com a Reforma da Imigração e a Lei de Controle (IRCA) de 1986, que limitou o trânsito dos trabalhadores mexicanos sem documentos de autorização aos estados Unidos da América. A metodologia aplicada nessa investigação constitui uma alternativa de baixo custo para avaliação do impacto da mudança LCLU em bacias. A magnitude dos processos de mudança de uso da terra varia durante os períodos de análise na bacia hidrográfica, nas zonas funcionais hidrográficas e nas geoformas. O enfoque metodológico aplicado nessa análise integra os procedimentos que avaliam mudanças de cobertura e uso da terra em bacias. Devido à utilidade prática dos resultados, as informações geradas foram colocadas a disposição das autoridades locais com o propósito de apoiar tomadas de decisão.

It is well-established that changes in land cover and land use (LCLU) are relevant to current local and global changes that are directly linked with food security, human health, urbanization, biodiversity, trans-border migration, environmental refuges, water and soil quality, runoff and sedimentation rates, and other processes. This paper examines LCLU change processes within the Cointzio watershed (Central Mexico). The analysis covers a 28-year time period from 1975 to 2003. LCLU changes were deduced from multi-temporal remote sensing analyses (1975, 1986, 1996, 2000 and 2003). Nearly all of the LCLU changes experienced in the Cointzio watershed occurred during the 1986-1996 period. Half of the 665 km² of the watershed have changed during this period, in what corresponds to a ten-fold increase in the rate of change as compared to the 1975-1986 and 1996-2003 periods. These massive changes are probably related to the Immigration Reform and Control Act (IRCA) of 1986, which limited the transit of undocumented Mexican workers to the United States of America. The methodology applied in this research constitutes a low-cost alternative for evaluating the impact of LCLU change in watersheds. The magnitude of land use change differed during the periods of analyses in the watershed, functional zones and geoforms. The methodological approach applied in this analysis integrates standard procedures to evaluate land cover and land use change in watersheds. Due to the practical value of the results, the data and information generated during the analysis have been made available to local authorities.

The modeling of potential and current distribution of species has become a very active research area. Generally, modeling is based on the concept of ecological niche, and is supported by the use of computer programs. The main objective of this project was to develop a potential distribution model of Pinus martinezii in the Cuitzeo Lake basin using data of environmental variables, and presence of the target species. To this purpose, the environmental factors that determine the distribution of P. martinezii were identified, and a bioclimatic profile of the species was made. The modeling was based on a spatial multicriteria analyisis. The attributes were grouped into 3 criteria: geopedologic, morphometric and climatic conditions. The resulting potential distribution map showed that there are 2 main areas of potential distribution of P. martinezii, and some isolated areas where populations have not been found. The spatial model is an important tool for planning conservation and reforestation efforts, as well as to plan additional field surveys and identifying sites where the specie can be reintroduced.

El modelado de la distribución potencial y actual de las especies se ha convertido en un área de investigación muy activa; generalmente se basa en el concepto de nicho ecológico y se apoya en el uso de programas de cómputo. El objetivo principal de esta investigación fue elaborar un modelo de distribución potencial de Pinus martinezii en la cuenca del lago de Cuitzeo, utilizando información ambiental y datos de presencia de la especie, lo que requirió identificar los factores ambientales que determinan la distribución de P. martinezii, y elaborar un perfil bioclimático de la especie. El modelo se apoyó en un análisis multicriterio dentro de un sistema de información geográfica. Los atributos se agruparon en 3 criterios: geopedológicos, morfométricos y climáticos. De acuerdo con el mapa que se obtuvo, en la cuenca hay 2 zonas principales de distribución potencial de P. martinezii y algunas regiones aisladas donde no se encontraron poblaciones. El modelo espacial constituye una herramienta importante para planificar labores de conservación y reforestación; asimismo, puede utilizarse para planificar exploraciones en busca de nuevas poblaciones de P. martinezii que no han sido registradas, o identificar sitios donde esta especie pueda reintroducirse.

There is no record so far in the literature of a comprehensive method to assess the accuracy of regional scale Land Cover/ Land Use (LCLU) maps in the sub-tropical belt. The elevated biodiversity and the presence of highly fragmented classes hamper the use of sampling designs commonly employed in previous assessments of mainly temperate zones. A sampling design for assessing the accuracy of the Mexican National Forest Inventory (NFI) map at community level is presented. A pilot study was conducted on the Cuitzeo Lake watershed region covering 400 000 ha of the 2000 Landsat-derived map. Various sampling designs were tested in order to find a trade-off between operational costs, a good spatial distribution of the sample and the inclusion of all scarcely distributed classes ('rare classes'). A two-stage sampling design where the selection of Primary Sampling Units (PSU) was done under separate schemes for commonly and scarcely distributed classes, showed best characteristics. A total of 2 023 punctual secondary sampling units were verified against their NFI map label. Issues regarding the assessment strategy and trends of class confusions are devised.

Es casi inexistente la evaluación de confiabilidad de los mapas detallados de cobertura vegetal y utilización de suelo (CVUS) en zonas subtropicales. Por la alta biodiversidad y la presencia de clases muy fragmentadas, los diseños de muestreo, aplicados principalmente a zonas templadas, no son transferibles a regiones subtropicales. Este trabajo presenta un método de evaluación de la confiabilidad, a nivel comunidad, para el mapa del Inventario Forestal Nacional (IFN) mexicano del 2000. Para ello, un estudio piloto fue conducido en la cuenca del lago de Cuitzeo de 400 000 ha de superficie, en el cual se probaron varios diseños de muestreo para incluir la totalidad de las clases escasamente representadas (clases escasas) y lograr una buena distribución espacial del muestreo, manteniendo así bajos costos de operación. Un muestreo doble, en donde la selección de las unidades primarias de muestreo (UPM) se hace separadamente para clases comúnmente distribuidas y clases escasas, dio las mejores características de representación y un total de 2 023 unidades secundarias de muestreo fueron verificadas para la evaluación. Se analizaron las tendencias de confusión entre clases y las perspectivas del método de evaluación.

The Cuitzeo basin is part of the Lerma basin, located in west central Mexico. It covers an area of ca. 4,000 km² that is occupied by over 1,100,000 inhabitants living in a tectonic basin where the main infill consists of volcano-sedimentary materials. Landforms comprise small hills, volcanic edifices and plateaus, and tilted blocks of fluviolacustrine sediments. Waste disposal sites are operating without engineering design plans that would allow for the control of leachates and bio-gas generated by the urban, agricultural and industrial activities, which in this last case include hazardous waste associated with small-scale industries established in the Cuitzeo basin. The biggest dump, located east of the city of Morelia, has been operating since 1985 and admits 700 tons of waste per day that have added to a total of around 562,000 tons of solid wastes already deposited in the basin. The results of this study indicate that most of the sites lack impermeable subsurface strata. The porosity of the subsurface strata at many of the sites is relatively high, since it consists mainly of highly fractured basaltic lava flows, unconsolidated volcanic fall deposits, diatomites and fluvial deposits. All these lithologies provide ways for the migration of contaminated waters towards the basin. This article aims to provide a better understanding of the characteristics of the Cuitzeo basin in order to establish the engineering methods for minimizing the environmental and public health impact in urban and periurban areas.

La Cuenca de Cuitzeo forma parte de la macro-cuenca del Lerma. Cubre un área de 4,000 km² que es ocupada por más de 1,100,000 habitantes que viven en una depresión de origen tectónico que ha sido rellenada por depósitos volcanosedimentarios. Los paisajes están conformados por lomeríos pequeños, edificios y mesetas volcánicas, y depósitos de origen fluviolacustre. Los sitios de vertido de basura han operado sin un diseño de ingeniería que permita el control de lixiviados y de biogases generados por las actividades urbanas, agrícolas e industriales; estas últimas incluyen residuos peligrosos asociados con industrias de pequeña escala establecidas en la cuenca de Cuitzeo. El tiradero más grande, localizado al este de la ciudad de Morelia, funciona desde 1985 y produce 700 toneladas por día de residuos que se integran a un total de 562,000 toneladas en la cuenca. Los resultados indican que la mayoría de los sitios de confinamiento carecen de un substrato impermeable siendo también la porosidad del substrato relativamente alta, ya que consiste en flujos de lava muy fracturados, depósitos de caída no consolidados, diatomitas y depósitos fluviales. Todas estas fitologías son vías de migración de aguas contaminadas hacia la cuenca. El presente trabajo geológico-ambiental permite comprender las características de la Cuenca de Cuitzeo, con el objeto de establecer métodos de ingeniería y de gestión para minimizar el impacto ambiental y de salud pública de los tiraderos en zonas urbanas y periurbanas.

This research describes and analyzes the change in the surfaces occupied by Cuitzeo's lake during the period 1974-2001. This research is based on remote sensing and geographic information techniques, as well as statistical analysis. High resolution satellite image data were used to analyse the 1974-2000 period, and very low resolution satellite image data were used for the 1997-2001 period. The long term analysis (1974-2000) indicates that lake surfaces of Cuitzeo changes along the time and that these changes are associated to monthly mean precipitation and temperature data occurred in the previous year. Short term monitoring (1997-2001) indicates that Cuitzeo lake surfaces have a reduction trend in the water body. Field observations also pointed out that yearly desiccation are recurrent, particularly, in the west section of the lake. These results suggest that this behaviour is consequence of a drought period in the basin. This drought began in the middle of 1990's. The regression models constructed from long term series, suggest that the surfaces of the lake can be estimated by monthly mean precipitation and temperature data series of the year before.

Este trabajo describe y analiza la dinámica de cambio de las superficies ocupadas por el lago de Cuitzeo entre el periodo de 1974 al 2001. Los datos utilizados para el análisis de este periodo fueron imágenes de satélite de alta resolución, mientras que para el periodo comprendido entre 1997 y 2001 se utilizaron imágenes de satélite de baja resolución. El análisis se apoyó en el uso intensivo de técnicas de percepción remota (PR), sistemas de información geográfica (SIG) y análisis estadísticos. El análisis de largo plazo (1974-2000) sugiere que las superficies del vaso del lago de Cuitzeo varían con el tiempo y que estos cambios muestran relación con el comportamiento de la precipitación y la temperatura media mensual del año antecedente. Los cambios monitoreados en el corto plazo (1997-2001) muestran que la superficie del lago de Cuitzeo presenta una tendencia a la reducción de su cuerpo de agua. Las observaciones de campo desde 1998, indican una desecación anual recurrente, especialmente en la sección oeste del lago. Se asume que este comportamiento es resultado de la sequía que afecta a toda la cuenca desde mediados de los años noventa. Los modelos de regresión construidos a partir de las series de largo plazo sugieren que la superficie del lago del Cuitzeo puede ser estimada a partir de los datos de precipitación y temperatura media mensual del año precedente.

This paper analyzes three spatial decision support system models that make use of geographic information systems (GIS). Different thematic maps were analyzed and a data matrix was made that combines the biophysical and socioeconomic criteria for the selection of landfill sites and socioeconomic variables. The study was made in the basin of lake Cuitzeo, in Mexico. The resulting spatial decision support system models aided in recognizing the distribution of potential areas for the localization of landfill sites in the study area; 21 of the 26 municipalities included in the basin have areas that classify as highly suitable. The highly suitable potential areas resulting from the three models used varied between 1.5 and 5% of the surface of the basin. The larger and more important areas are located in the central zone of the basin and may be shared by five of the most densely populated municipalities. The three analytical tools tested differ in their complexity and restrictiveness in the selection of sites. The Boolean logic model is easier to apply and more restrictive than the other two because it is based on the assessment of single attributes, i.e., conditions that are either satisfied or not. In contrast, the application of the binary data and overlapping index methods is complicated because these models require of hierarchical analyses, but they allow for giving different weight to each attribute. The approaches adopted here constitute a low cost alternative for supporting spatial decision-making processes aimed at the selection of appropriate sites for the operation of sanitary landfills in developing countries.

En este documento se analizan tres modelos, útiles en la toma de decisiones espaciales que construyen dentro de sistemas de información geográfica (SIG). Con ellos se analizaron diferentes mapas temáticos y variables socioeconómicas para conformar una matriz que combinó los criterios científicos y técnicos para la construcción de rellenos sanitarios. Como estudio de caso se utilizó la región de la cuenca de Cuitzeo en México. Los resultados de la modelación permitieron reconocer la distribución de áreas potenciales para rellenos sanitarios en la cuenca; al menos 21 municipios de los 26 que la componen tienen áreas clasificadas como muy aptas. De acuerdo con los tres modelos utilizados, la superficie potencial en la clase muy apta está entre el 1.5 y el 5% de la superficie de la cuenca. Las áreas más grandes e importantes se encuentran en el centro de la cuenca y pueden ser compartidas por cinco de los municipios con mayor densidad poblacional. Con respecto al manejo de la herramienta, el modelo de lógica booleana fue el más sencillo; sin embargo, es más restrictivo en la selección de los sitios, ya que sólo permite evaluar el cabal cumplimiento de las condiciones de un atributo. Los modelos de evidencia binaria y el índice de sobreposición son más complicados en su manejo, pues requieren aplicar técnicas de análisis jerárquico, pero permiten evaluar ponderadamente cada atributo. Estos enfoques son una buena opción para facilitar y abaratar los costos de selección de sitios para la construcción de rellenos sanitarios en países en vías de desarrollo.

This study was undertaken to understand the implications of regional land-cover and land-use change ILCLUC) in a spatially distributed water balance (SDWB) within a poorly gauged basin in 1975 and 2000. Results from this work were derived by integrating remote sensing and geographic information system tools with a water-balance model, along with the application of a transitional matrix analysis. The analysis of changes in water-balance components, based on landforms and transitional matrices, Indicated a small tendency towards improvement in the basin s hydrological conditions at a regional level However, as a consequence of the increase in urban land-use. The basin's plains piedmonts showed a rise in runoff. In addition, the basins' lower areas exhibited a high demand for water resources due to an increased urban land-use in both years, along with the Cuitzeo lake degradation, particularly in terms of pollution and reduction of surface water inflow. The integrated approach used herein constitutes a viable alternative for understanding changes in the amount and spatial distribution of water available in poorly gauged water basins as a consequence of LCLUC.

Este estudio intenta contribuir en la comprensión de las implicaciones del cambio de la cobertura vegetal y uso del suelo (CCVUS) a nivel regional en el balance hídrico espacialmente distribuido (BHED) en una cuenca poco aforada para 1975 y 2000. Los resultados de esta investigación son producto de la integración de herramientas de percepción remota y sistemas de información geográfica con un modelo de balance de agua; además, se utilizaron técnicas de análisis de dinámica de cambio. El análisis del cambio de los componentes del BHED a nivel de formas de relieve y por matrices de transición determinó que durante el periodo de estudio las condiciones hidrológicas regionales de la cuenca no se modificaron sustancialmente Sin embargo, las planicies y los piedemontes mostraron un incremento en los valores de escorrentia, como resultado de un incremento de la superficie ocupada por asentamientos humanos En ambos años, las formas de relieve de las zonas bajas de la cuenca mostraron fuerte presión sobre el recurso hídrico, lo cual repercute en el deterioro del lago de Cuitzeo, principalmente por contaminación y reducción del suministro de agua superficial al vaso. El enfoque integral utilizado puede representar una alternativa viable para entender el cambio en la distribución y cantidad del agua disponible en cuencas poco aforadas como resultado de un CCVUS.

The research described herein investigates the patterns of land-use change in a mid-sized, fast-growing city in Mexico during the last 35 years It uses aerial photographs from 1960, 1975 and 1990 as well as Geographic Information Systems (GIS). Interest focuses in exploring the relationships between urban growth and its effects on landscape, as wetl as between urban expansion and population growth. Results indicate that the city of Morelia increased 600% in size from 1960 to 1997. Predictive models of Markov Chains and linear regression analysis have been used to predict the direction of land use change in the next 30 years. The Markovian model has a low prediction level for changes in land cover and land use in the study area. However, linear regression analyses for the relationship between population size and urban surface allow the construction of a more robust model with a better predictive power regarding city growth. The approach used here could be extrapolated for similar areas characterized by urban growth and changes in land cover.

En este trabajo se describen patrones de cambio de uso de suelo en una ciudad de rápido crecimiento en México en los últimos 35 años, con la utilización de fotografías aéreas de 19.60. 1975 y 1990. También se realizan modelos predictivos para conocer la dirección del cambio de uso de suelo en los próximos treinta años, mediante el uso de sistemas de Información geográfica (SIG), cadenas de Markov y análisis de regresión. En este artículo estarnas particularmente interesados en explorar tanto relaciones entre crecimiento urbano y afectación del paisaje; como de crecimiento urbano y poblacional. Los resultados indican que la ciudad de Morelia creció 600% de 1960 a 1997, además los pronósticos realizados con el modelo markoviano tienen un bajo nivel de predicción en la zona en estudio: en cambio las regresiones lineales realizadas entre el tamaño de la población y la superficie urbano permitieron construir un modelo más robusto y con mayor poder predictivo con respecto al crecimiento de la ciudad. El acercamiento utilizado puede ser extrapolado a áreas similares caracterizadas por crecimiento urbano y cambio de cobertura.